3D打印現(xiàn)在已經(jīng)有三十多年了，越來(lái)越多的研究人員正在展望下一個(gè)合乎邏輯的步驟：“4D打印”是隨著時(shí)間的推移，3D打印對(duì)象的熱門(mén)科學(xué)術(shù)語(yǔ)。不僅是任何隨機(jī)的轉(zhuǎn)換，4D打印是如此創(chuàng)新，正是因?yàn)樗�的設(shè)計(jì)參數(shù)。結(jié)構(gòu)被預(yù)編程以特別響應(yīng)于刺激。

盡管4D打印材料（如形狀記憶合金和電活性聚合物）已經(jīng)鋪路了一段時(shí)間，但瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（蘇黎世蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）的科學(xué)家們一直在進(jìn)一步推動(dòng)這一領(lǐng)域。

蘇黎世蘇黎世工程設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人克里斯蒂娜·謝（Kristina Shea）教授已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)可以折疊成三維物體的平板組件，以及承重4D打印物體。

第一位研究人員創(chuàng)建了這種重量級(jí)的4D打印對(duì)象，Shea和她的實(shí)驗(yàn)室集團(tuán)特別關(guān)注于完善施工原理，允許他們控制物體的變形 - 直到三通。

Shea集團(tuán)的博士生田晨說(shuō)：“我們生產(chǎn)的平板結(jié)構(gòu)不會(huì)隨機(jī)改變配置，而是完全按照我們?cè)O(shè)計(jì)的方式。”

ETH蘇黎世團(tuán)隊(duì)圍繞致動(dòng)元件設(shè)計(jì)兩種可能的狀態(tài)：收回或延伸。單個(gè)元素只能承擔(dān)這兩種潛在狀態(tài)中的一種（即元素可以縮回或擴(kuò)展），研究人員可以預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)將最終假設(shè)的穩(wěn)定的4D形式。

另外，正在開(kāi)發(fā)一種模擬軟件，它將允許Shea準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)必須用于產(chǎn)生所需變形的形狀和力。然后可以相應(yīng)地設(shè)計(jì)對(duì)象。

圖片來(lái)源：蘇黎世蘇黎世/田陳

蘇黎世蘇黎世工業(yè)集團(tuán)使用最先進(jìn)的多材料3D打印機(jī)制造其結(jié)構(gòu)。雖然該系統(tǒng)允許以多達(dá)40種不同的材料進(jìn)行打印，但Shea及其團(tuán)隊(duì)制造的物體只使用兩種：一種包含大部分結(jié)構(gòu)的剛性聚合物和用于運(yùn)動(dòng)部件的彈性聚合物。令人驚訝的是，所有零件都印在一個(gè)單一的步驟中。

“4D打印有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，”Shea解釋說(shuō)，“在一個(gè)單一步驟中，用剛性和彈性部分打印平面初始形狀是高效的。生產(chǎn)三維物體或?qū)⑵鋸牟煌�的部件組裝起來(lái)要復(fù)雜得多，耗時(shí)很多。“

可能的應(yīng)用是開(kāi)放式的：航空航天是一個(gè)可行的選擇，但蘇黎世科技大學(xué)的科學(xué)家們也在研究通風(fēng)系統(tǒng)，開(kāi)啟和關(guān)閉閥門(mén)的機(jī)制，或醫(yī)療應(yīng)用如支架。

目前，Shea和她的團(tuán)隊(duì)正在手動(dòng)重新配置這些結(jié)構(gòu)，但是他們已經(jīng)在開(kāi)發(fā)一種擴(kuò)展結(jié)構(gòu)以應(yīng)對(duì)溫度的驅(qū)動(dòng)器。開(kāi)發(fā)組還報(bào)告說(shuō)，可能用壓縮空氣或濕度來(lái)控制4D打印物體。

(責(zé)任編輯：admin)

• Rocket Lab推出新型海上著
• 迪拜餐廳 MYATA 打破吉尼
• Nature通訊：3DPX技術(shù)打印
• LSU研究人員采用3D打印創(chuàng)
• 埃因霍溫理工大學(xué)使用 Xol
• 美國(guó)陸軍首個(gè)3D打印營(yíng)房在

• ·Rocket Lab推出新型海上著陸平臺(tái)，用于
• ·迪拜餐廳 MYATA 打破吉尼斯世界紀(jì)錄：
• ·Nature通訊：3DPX技術(shù)打印高精度毛發(fā)，
• ·LSU研究人員采用3D打印創(chuàng)造色彩鮮艷的
• ·埃因霍溫理工大學(xué)使用 Xolography光固
• ·美國(guó)陸軍首個(gè)3D打印營(yíng)房在布利斯堡建成
• ·GE航空3D打印Catalyst 渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)
• ·Thélios在意大利利用3D打印技術(shù)大規(guī)模